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Título : ANÁLISIS MOLECULAR DEL MODELO EN RATÓN DE LUPUS HUMANO
Autor : DRA. BAEZA RAMÍREZ, MARÍA ISABEL
DR. WONG RAMÍREZ, CARLOS
DR. ASTUDILLO DE LA VEGA, HORACIO
WONG BAEZA, CARLOS
Palabras clave : RATÓN
LUPUS HUMANO
Fecha de publicación : 12-abr-2012
Resumen : Systemic lupus erythematosus (SLE) is a chronic multifactorial autoimmune disease, where autoantibodies cause inflammation, pain and tissue damage. Its etiology is unknown, however, multiple genetic and environmental factors, hormones and some drugs, antibiotics and infections are involved, which together exceed the threshold of immunologic tolerance. Our research group proposed that lipids associated in non-bilayer phospholipid arrangements (NPA) are involved in the development of SLE and other autoimmune diseases. These structures are found in cell membranes, and are transient, but when they become permanent they are immunogenic and induce the formation of anti-NPA autoantibodies. This proposal was confirmed by the development of a disease very similar to human SLE in BALB/c and NIH mice, by the administration of the drugs chlorpromazine (CPZ), procainamide or hydralazine that induce the stable formation of NPA on plasma membrane, or by the administration of liposomes bearing NPA induced by these drugs or by manganese. The murine model of lupus has allowed us to perform different studies to understand and follow the course of this disease, however, the genetic profile has not been identified, so in this work, we used the microarray technology for this determination. We worked with 4 groups of five female BALB/c mice. Physiological saline solution was administrated to group I, smooth liposomes without NPA to group II, liposomes with NPA induced by Mn++ or CPZ to group III and IV respectively. All groups received the corresponding solutions or liposomes by intrasplenic via twice and then intraperitoneally each week for 4 months. The mice that received liposomes with NPA induced with CPZ or Mn++ presented facial lesions with alopecia on the second and third month, respectively, after the beginning of the administration of liposomes; in both groups anti-NPA autoantibodies were detected at the end of the first month by cytofluorometry and liposomal-ELISA and anti-cardiolipin autoantibodies by ELISA at the second month, but in lower titer than anti-NPA. Mice in groups I and II did not show facial lesions or autoantibodies titers throughout the study. Mice were sacrificed on the fourth month after the beginning of the administration, because they showed high titers of both autoantibodies. Molecular analysis was done in the spleens, because this lymphoid organ contains a greater amount of mononuclear cells, which are those that have presented a greater variation in gene expression in patients with SLE. Genome-wide Agilent microarrays were made from the RNA of the spleens. By comparing the gene expression profile of groups I and II it was found that there was no variation, and the genes that are over or under expressed are not related to autoimmune diseases. By comparing the groups that developed the disease (III and IV) with control (II), we found that some of the overexpressed genes encode complement factors, and molecules involved in presentation of exogenous antigens, antibody production and TLR-4 or NOD-2 signaling, and the ones with decreased expression correspond to Natural Killer (NK) cell recognition and apoptosis. When comparing groups III and IV we found that the genes mentioned above are expressed equally in both conditions. The analysis of the gene expression profile suggests that: 1) the TLR-4 signaling via TRIF leads to a increase in interferon type 1, one of the main features of SLE, 2) the over-expression of type 1 interferon, and the decrease in NK cell recognition and apoptosis lead to an increase of autoreactive cells, which leads to a worsening of SLE, 3) over-expression of antigen presentation and antibody production also favor SLE, and 4) over-expression of complement component cell lysis support the model proposed in the study. By identifying the genetic profile of this model and comparing it with the human lupus profile, we can understand the similarity between the two diseases and gain a better understanding of the molecular and the immunological basis of autoimmune diseases, leading to the development of better strategies for their treatment.
Descripción : El lupus eritematoso sistémico (LES) es una enfermedad autoinmune multifactorial crónica, en donde se generan autoanticuerpos que causan inflamación, dolor y daño tisular. Su etiología no se conoce con certeza, en su desarrollo participan una combinación de factores genéticos, ambientales, hormonales y algunos fármacos, antibióticos e infecciones, que en conjunto superan el umbral de tolerancia inmunológica y producen la enfermedad. Nuestro grupo de investigación ha propuesto que en el LES y en otras enfermedades autoinmunes participan lípidos asociados en partículas lipídicas. Estas partículas se encuentran en las membranas celulares, en donde participan en diferentes funciones y son transitorias, pero cuando se hacen permanentes son inmunogénicas e inducen la formación de anticuerpos anti-partículas lipídicas. Esta propuesta se confirmó por el desarrollo en ratones BALB/c y NIH de una enfermedad muy parecida al LES, por la administración de los fármacos cloropromacina (CPZ), procainamida o hidralazina que inducen la formación estable de partículas lipídicas en la membrana celular, o de la administración de liposomas que llevan partículas lipídicas inducidas por estos fármacos o por el catión manganeso. Este modelo de lupus ha permitido hacer diferentes estudios para entender y seguir el curso de esta enfermedad, sin embargo, no se ha identificado su perfil genético, por lo que en este trabajo se usó la tecnología de los microarreglos para esta determinación. Se trabajaron 4 grupos con cinco ratones hembra BALB/c cada uno. Al grupo I se le administró solución salina fisiológica, al grupo II liposomas lisos sin partículas lipídicas, al grupo III y IV liposomas con partículas lipídicas inducidas con Mn2+ o con CPZ. Todos los grupos recibieron la solución o los liposomas correspondientes dos veces por vía intraesplénica y después cada semana por vía intraperitoneal durante 4 meses. Los ratones que recibieron liposomas con partículas inducidas con Mn++ o con CPZ presentaron lesiones faciales con alopecia al segundo y al tercer mes del inicio de la administración; en ambos grupos se detectaron al final del primer mes anticuerpos anti-partículas lipídicas por citofluorometría y ELISA-liposomal y anti-cardiolipina por ELISA al segundo mes pero en menor título que los anti-partículas. Los ratones de los grupos I y II no presentaron lesiones faciales, ni los anticuerpos anti-partículas o anti-cardiolipina a lo largo del estudio. El análisis molecular se hizo en los bazos, debido a que este órgano contiene una mayor cantidad de células mononucleares, que son las que han presentado una mayor variación en su expresión genética en el LES. Con el RNA de los bazos se hicieron los microarreglos Agilent de todo el genoma de ratón. Al comparar el perfil de expresión genética de los grupos I y II se encontró que no hubo variación y los genes que se sobre o sub expresaron no están relacionados con enfermedades autoinmunes. Al comparar los grupos que desarrollaron la enfermedad (III y IV) con el control (II), se encontró que algunos de los genes sobre expresados codifican para factores del complemento, presentación de antígenos exógenos, producción de anticuerpos, señalización por TLR-4 o por NOD-2; los que disminuyeron su expresión corresponden a reconocimiento por células NK y apoptosis. En los grupos III y IV los genes señalados tuvieron la misma expresión. El análisis de la expresión de los genes modificados sugiere que: 1) la señalización de TLR-4 por vía de TRIF conduce al aumento en interferón tipo 1, una de las principales características del LES, 2) la sobre expresión en interferón tipo 1, la disminución en el reconocimiento por células NK y la disminución de apoptosis conducen a un aumento en células autoreactivas que llevan a un recrudecimiento del lupus, 3) la sobre expresión de genes de presentación de antígenos y de producción de anticuerpos también favorecen el lupus, y 4) la sobre expresión en componentes del complemento apoyan la lisis celular propuesta en el modelo en estudio. Al identificar el perfil genético de este modelo y compararlo con el del LES, se contribuye a conocer la similitud entre ambas enfermedades, así como a una mejor comprensión de las bases moleculares e inmunológicos de enfermedades autoinmunes, que lleve a desarrollar mejores estrategias para su tratamiento.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/16237
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